Преобразователь 12 > до 2х28 В из трансформатора компьютерного БП

[Falconist]

В процессе "шастания" по разным форумам, приходилось сталкиваться с многочисленными запросами о конструкции преобразователя с 12 В в 18...40 В (для питания усилителей в автомобиле). Соотвественно, и схем - "вагон и маленькая тележка". В большинстве из них применяются самодельные трансформаторы, с гальванически изолированными одна от другой первичной и вторичной обмотками что сурьезно усложняет процесс изготовления. Вот и возникла мысля разработать таковую с использованием трансформатора от компьютерного БП без его переделки.

При анализе существующих схем столкнулся с такими сложностями:
1. Если использовать в качестве выходной первичную обмотку, получается излишне высокое напряжением с малым током нагрузки.
2. Если использовать ключевые биполярные транзисторы n-p-n типа или полевики с n-каналом, средняя точка выходного напряжения оказывается соединенной с "плюсом" питающего, что может вызвать значительные сложности при подключении источника сигнала и нагрузки.
3. Если все-таки среднюю точку соединять с "массой" питающего напряжения, приходится применять биполярные транзисторы p-n-p типа или полевики с p-каналом.

Нашлась пара свободных минут, за которые "родилась" (чисто теоретически!!!) вот такая приаттаченная схема.

Для формирования выходного напряжения используется вторичная обмотка импульсного трансформатора в автотрансформаторном включении. Ключи подключены к "5-вольтовым" обмоткам, а выходное напряжение снимается с "12-вольтовых". В "сухом остатке" остается первичная обмотка, с которой можно снять еще 170 В (с удвоителем - и все 340 В), например, андоное напряжение для лампового предусилителя (шутка!). В качестве ключевых применены полевые транзисторы с n-каналом, включенные по схеме с общим стоком. Для формирования дополнительного напряжения на их затворах относительно стоков использованы цепи вольтодобавки (VD6C5 и VD7C6).

В указанной конфигурации возможна даже групповая стабилизация выходных напряжений (но, конечно, 2 х 28 В при этом никак не получить, максимум 2 х 20 В). Если исключить дроссель групповой стабилизации L1, цепи R13R14, R3R4R6C2, а 2-ю ножку соединить с 13-15-й, ШИМ будет "со всей дури" выдавать свои 28 В. При этом на нагрузке 4 Ом можно прикидочно получить до 150 Вт выходной мощности, с максимальным использованием по току вторичных обмоток (до 7 А по "12-вольтовому" каналу и до 16 А по "5-вольтовому").

Как-то так... Вот только времени проверить "в железе" сейчас нет. Может быть, кто-нибудь возьмется?

[soladko]

Я делал что-то такое для питания БП ноута постоянным током от автомобильного аккума. Блок питания импульсный у ноута и ему постоянка в 200 вольт по душе. Была защита от кз, защита от понижения напряжения батареи и все это было только на 494 микрухе. Защита от переполюсовки на еще одном полевике. irfz44 полевикам хватало для открывания напряжения аккума без вольтдобавки.
1.Лучше вашу схему переделать.
Плюс аккума подключить к общему жгуту вторичек транса, истоки на минус аккума, 5-волтовые концы на стоки транзюков. то-есть классика. дальше все как есть у вас на схеме-мост и дроссель. Выход моста можно шунтировать диодом, если предполагается групповая стабилизация на уровне 20 вольт, так будет меньше греться диодная сборка(несколько ватт минус) и выше напряжение на выходе( плюс парпу десятых вольта).
2. В чем плюс предлагаемого мною включения и в чем минус вашего?
В вашем варианте "лишняя пара" диодов, транзюков, кондеров на накачку напряжения затвора. Плюс ко всему через транзюки проходит ВЕСЬ ток, который равен Pвых/12 вольт, если кпд отбросить. Если включить так, как предлагаю я, то через транзисторы будет проходить ток меньший, Iтранзюков=(Pвых-(Iнагр*12))/12. Тоесть часть выходного напряжения(12 вольт) дает аккум напрямую, минуя транзисторы. Согласитесь, величина существенная. Минус моего варианта-при нулевой длительности импульсов на выходе присуствует напряжение 12 вольт.

[soladko]

ссори, как всегда поспешил. в таком случае двуполярное напряжение не получится......но однополярное до 36 вольт получить можно))))

[soladko]

Еще одна идея есть. Подавать 12 вольт на 12вольтовые обмотки, тогда на выходе первички будет 70 вольт. Первичная обмотка имеет два слоя по равному количеству витков, концы обмоток соединяются на незадействованой ножке/выводе трансформатора, тоесть можно аккуратно разъединить и получить среднюю точку и напряжение 35 плюс 35. по идее 2 Ампера * 70 Вольт можно брать без боязни спалить транс, тоесть 140 Ватт.

[Gnider]

Я делал подобный преобразователь на базе MC34025 + мосфеты.
Получилось вполне сносно.

[Falconist]

Уважаемый soladko, разрешите начать с конца.

Еще одна идея есть. Подавать 12 вольт на 12-вольтовые обмотки, тогда на выходе первички будет 70 вольт. ...можно аккуратно разъединить и получить среднюю точку и напряжение 35 плюс 35. по идее 2 Ампера * 70 Вольт можно брать без боязни спалить транс, тоесть 140 Ватт.

Не совсем так. 2 А на нагрузке 4 Ома могут обеспечить всего-навсего 16 Вт (P=I^2*R = 2^2*4 = 4*4 = 16). Для 140 Вт нужно порядка 6 А на такой же нагрузке. Провод для этого слишком тонкий. Не потянет... Этот вариант "пробегал", когда я анализировал известные схемы.

Я делал что-то такое для питания БП ноута постоянным током от автомобильного аккума.

Для данной задачи Ваше решение вполне адекватно. Я же пытался смайстрячить что-то для питания усилителя. А там есть много своих нюансов.

1.Лучше вашу схему переделать.
Плюс аккума подключить к общему жгуту вторичек транса, истоки на минус аккума, 5-вольтовые концы на стоки транзюков. то-есть классика... (и дальше по тексту)

Такой вариант я тоже анализировал.

В чем плюс предлагаемого мною включения и в чем минус вашего? В вашем варианте "лишняя пара" диодов, транзюков, кондеров на накачку напряжения затвора.

Схемотехника такая... VT1 и VT2 - нужны для открывания полевиков при "плавающем" затворном напряжении; VT3 и VT4 - для разряда затворной емкости в паузе между открывающими импульсами при "плавающем" истоковом напряжении. Вольтодобавка - по определению. Никуда не деться. Возможно, существует какое-то другое решение, но мне его найти не удалось.

А вот что касается

...через транзюки проходит ВЕСЬ ток, который равен Pвых/12 вольт, если кпд отбросить. Если включить так, как предлагаю я, то через транзисторы будет проходить ток меньший, Iтранзюков=(Pвых-(Iнагр*12))/12.

то с этим утверждением согласиться не могу. На то и повышающий трансформатор (авто- или с отдельными обмотками - без разницы), чтобы через низковольтную обмотку шел ток больший, чем через высоковольтную. А как по другому может еще быть в трансформаторе??? Если с выхода снимаем 7 А, значит при коэффициенте трансформации 5:12 на вход нужно закачать порядка 16 А. Законы физики на кривой козе не объедешь. Но какое это имеет значение? Разве 20...30-амперные МОСФЕТы - такая уж большая редкость???

А теперь главное:

...часть выходного напряжения (12 вольт) дает аккум напрямую, минуя транзисторы. Согласитесь, величина существенная.

Повторюсь: для задач, не связанных с аудиотехникой. Распишу подробнее. Источником синала является устройство (приемник, плеер и т.п.), минус которого сидит на массе. В усилителе, питаемом по Вашему варианту, общий провод должен сидеть на шине питания (+12 В). В первом приближении, казалось бы, все просто - дать конденсаторную развязку входа первого с выходом второго и всех делов. Ан нет! Во втором приближении нужно учитывать помехи по питанию при работающем двигателе, которые усилятся по определению. Отсюда и весь "изврат": общую шину выходного напряжения тоже нужно в обязательном порядке сажать на массу! И никак иначе.

[7896321456]

Ставим ДВА транса последовательно и используем в первом обмотки 5В и высокое, а во втором высокое и 12В. Пяти вольтовые отводы второго транса также можно использовать с С фильтрами для получения -+11-13В Вот вам и счастье! Ни каких перемоток, стандартная силовая схема и бонус двойная гальваническая развязка!

[soladko]

Цитата:
...через транзюки проходит ВЕСЬ ток, который равен Pвых/12 вольт, если кпд отбросить. Если включить так, как предлагаю я, то через транзисторы будет проходить ток меньший, Iтранзюков=(Pвых-(Iнагр*12))/12.
то с этим утверждением согласиться не могу. На то и повышающий трансформатор (авто- или с отдельными обмотками - без разницы), чтобы через низковольтную обмотку шел ток больший, чем через высоковольтную. А как по другому может еще быть в трансформаторе??? Если с выхода снимаем 7 А, значит при коэффициенте трансформации 5:12 на вход нужно закачать порядка 16 А. Законы физики на кривой козе не объедешь. Но какое это имеет значение? Разве 20...30-амперные МОСФЕТы - такая уж большая редкость???

Здесь я имел ввиду что выходное напряжение состоит из аккумуляторного плюс созданое трансформатором. Тоесть КПД больше как я и написал в формуле. Другое дело что я откинул этот вариант, так как нам нужно относительно минуса аккума получить симметричное напряжение разных полярностей, но для постоянного напряжения, однополярного, лучше мой вариант, меньше нагрев и больше КПД. Чтоб было понятно что имел я ввиду-----допустим можно на транс подать 25 ватт, получить на выходе транса например 25 вольт и 1 ампер. Хорошо. А теперь можно к выходному напряжению транса просто добавить последовательно аккум и получить 37 вольт и один ампер, при этом кпд будет больше, если бы мы подали на транс 37 ватт и с него снимали 37 вольт 1 Ампер в нагрузку(то-есть в первом варианте мы 12 вольт и один ампер подаем напрямую в нагрузку, минуя трансформатор и транзюки, а во втором вся выходная моща берется только с транса). Надеюсь мысль свою донес. Тоесть такое решение годится если нужно повысить напряжение, тоесть однополярное повышается в другое , тоже однополярное.

Схемотехника такая... VT1 и VT2 - нужны для открывания полевиков при "плавающем" затворном напряжении; VT3 и VT4 - для разряда затворной емкости в паузе между открывающими импульсами при "плавающем" истоковом напряжении. Вольтодобавка - по определению. Никуда не деться. Возможно, существует какое-то другое решение, но мне его найти не удалось.

а как такой вариант?----ТЛ-ка запитывается от вольтдобавки, разрядный затворный транзистор оставляем, а заряжать будем затвор эмиттерами выходных транзисторов микросхемы , коллекторы которых подключены к питанию микросхемы. Деталей меньше, эффект тот же.

Не совсем так. 2 А на нагрузке 4 Ома могут обеспечить всего-навсего 16 Вт (P=I^2*R = 2^2*4 = 4*4 = 16). Для 140 Вт нужно порядка 6 А на такой же нагрузке. Провод для этого слишком тонкий. Не потянет... Этот вариант "пробегал", когда я анализировал известные схемы.

А сейчас чувствую, что "фигню" могу написать, извините за выражение. Но на сегодняшний день я думаю так:
Можно получить 70 вольт и два ампера со вторички, а точнее - имеем 35В*2А в каждом плече. Допустим синус у нас на выходе. Положительная волна питается от положительного "БП" а отрицательная от отрицательного. То-есть каждый двухамперный источник нагружен половину времени. Веду к тому, что имея двуполярное напряжение с двумя амперами в каждом канале, на выходе(динамик) мы имеем 4 ампера, тоесть 4*4*4=64 Ватт. Я ошибаюсь?

[Falconist]

Здесь я имел ввиду что выходное напряжение состоит из аккумуляторного плюс созданое трансформатором... (и дальше по тексту)

Совершенно с Вами согласен! И сейчас, и в предыдущем своем посте:

Для данной задачи Ваше решение вполне адекватно.

А как такой вариант? ТЛ-ка запитывается от вольтдобавки, разрядный затворный транзистор оставляем, а заряжать будем затвор эмиттерами выходных транзисторов микросхемы , коллекторы которых подключены к питанию микросхемы. Деталей меньше, эффект тот же.

Тоже согласен, я о таком варианте как-то не подумал. Респект! Надо только продумать, как такой вариант будет согласовываться с плавающими затворным и истоковым напряжениями.

Можно получить 70 вольт и два ампера со вторички, а точнее - имеем 35В*2А в каждом плече. Допустим синус у нас на выходе. Положительная волна питается от положительного "БП" а отрицательная от отрицательного. То-есть каждый двухамперный источник нагружен половину времени. ...имея двуполярное напряжение с двумя амперами в каждом канале, на выходе (динамик) мы имеем 4 ампера, тоесть 4*4*4=64 Ватт.

Не исключено, что и правы, только не 64 Вт, а всего 32: 4 (квадрат тока по каждому плечу) * 4 Ома * 2(канала).

[soladko]

ну да, про два канала я не подумал)))))